燃氣鍋爐低NOx降低燃燒溫度主要技術(shù)

時間：2017-08-14

一.燃氣鍋爐低NOx降低燃燒溫度主要技術(shù)--燃料分級燃燒或空氣分級燃燒
熱力型NOx生成很大程度上取決于燃燒溫度。燃燒溫度在當量比為1的情況下達到較高，在貧燃或者富燃的情況下進行燃燒，燃燒溫度會下降很多。運用該原理開發(fā)出了分級燃燒技術(shù)?？諝夥旨壢紵?*級是富燃料燃燒，在*二級加入過量空氣，為貧燃燃燒，兩級之間加入空氣冷卻以保證燃燒溫度不至于太高。燃料分級燃燒與空氣分級燃燒正好相反，**級為燃料稀相燃燒，而在*二級加入燃料使得當量比達到要求的數(shù)值。這兩種方法較終將會使整個系統(tǒng)的過量空氣系數(shù)保持一個定值，為目前普遍采用的低氮燃燒控制技術(shù)。
二.燃氣鍋爐低NOx降低燃燒溫度主要技術(shù)--貧燃預混燃燒技術(shù)
預混燃燒是指在混合物點燃之前燃料與氧化劑在分子層面上完全混合。對于控制NOx的生成，這項技術(shù)的優(yōu)點是可以通過當量比的完全控制實現(xiàn)對燃燒溫度的控制，從而降低熱力型NOx生成速率，在有些情況下，預混燃燒和部分預混可比非預混燃燒減少85%-90%的NOx生成。另外，完全預混還可以減少因過量空氣系數(shù)不均勻性所導致的對NOx生成控制的降低。但是，預混燃燒技術(shù)在安全性控制上仍存在未解決的技術(shù)難點：一是預混氣體由于其高度可燃性可能會導致回火；二是過高的過量空氣系數(shù)會導致排煙損失的增加，降低了鍋爐熱效率。
三.燃氣鍋爐低NOx降低燃燒溫度主要技術(shù)--外部煙氣再循環(huán)和內(nèi)部煙氣再循環(huán)技術(shù)
燃燒溫度的降低可以通過在火焰區(qū)域加入煙氣來實現(xiàn)，加入的煙氣吸熱從而降低了燃燒溫度。通過將煙氣的燃燒產(chǎn)物加入到燃燒區(qū)域內(nèi)，不僅降低了燃燒溫度，減少了NOx生成；同時加入的煙氣降低了氧氣的分壓，這將減弱氧氣與氮氣生成熱力型NOx的過程，從而減少NOx的生成。根據(jù)應(yīng)用原理的不同，煙氣再循環(huán)有兩種應(yīng)用方式，分別為外部煙氣再循環(huán)與內(nèi)部煙氣再循環(huán)。
對于外部煙氣再循環(huán)技術(shù)來說，煙氣從鍋爐的出口通過一個外部管道，重新加入到爐膛內(nèi)。根據(jù)研究，外部煙氣再循環(huán)可以減少70%的NOx生成。外循環(huán)比例對NOx控制效果也有較大影響，隨著外循環(huán)比例的增加NOx降低幅度也較加明顯，但循環(huán)風機電耗也將增加。對于內(nèi)部煙氣再循環(huán)，煙氣回流到燃燒區(qū)域主要通過燃燒器的氣體動力學。內(nèi)部煙氣再循環(huán)主要通過高速**火焰卷吸作用或者旋流燃燒器使得氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)達到循環(huán)效果。
通過運用一個旋流器或者氣流進口來生成一個有切向速度的氣流，旋轉(zhuǎn)過程即產(chǎn)生了渦流。渦流的強度可以用一個無量綱數(shù)旋流度表示。當旋流度**過0.6，氣流中將會產(chǎn)生足夠的徑向和軸向壓力梯度，這會導致氣流反轉(zhuǎn)，在火焰中心產(chǎn)生一個環(huán)形的再循環(huán)區(qū)域。中心再循環(huán)區(qū)域的高溫氣體將回到燃燒器喉部，這確保了對冷的未燃燒氣體的點火，同時通過降低火焰溫度和降低氧氣分壓減少NOx生成。

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